Содержание статьи
- 1. Введение
- 2. Конструкция опорных роликов
- 3. Подшипники для роликов конвейеров
- 4. Высокотемпературные подшипники для зоны обжига
- 5. Материалы осей роликов
- 6. Керамические ролики для печей обжига
- 7. Смазочные материалы
- 8. Критерии выбора роликов
- 9. Техническое обслуживание
- 10. Часто задаваемые вопросы
Введение
Производство керамической плитки представляет собой сложный технологический процесс, включающий формовку, сушку, глазурование и обжиг. На всех этапах производства ключевую роль играют роликовые конвейеры, обеспечивающие непрерывное перемещение изделий между технологическими зонами. Особое значение имеют опорные ролики, работающие в зоне обжига при температурах от 1000 до 1300 градусов Цельсия (в зависимости от типа изделий: керамическая плитка обжигается при 1000-1200 градусов Цельсия, керамогранит — при 1200-1300 градусов Цельсия).
Надежность конвейерной системы напрямую зависит от качества используемых компонентов: подшипников, осей, обечаек роликов и смазочных материалов. Правильный выбор этих элементов определяет производительность линии, межремонтные интервалы и качество готовой продукции.
Конструкция опорных роликов
Опорный ролик для конвейера керамической плитки представляет собой сборочную единицу, состоящую из нескольких основных элементов. В отличие от роликов с встроенными подшипниками, опорные ролики используют внешние подшипниковые узлы, что обеспечивает ряд эксплуатационных преимуществ.
Основные элементы конструкции
Типовой опорный ролик включает следующие компоненты:
| Элемент | Материал | Функция |
|---|---|---|
| Обечайка (корпус) | Сталь по ГОСТ 10704 / керамика | Рабочая поверхность контакта с изделием |
| Ось (вал) | Горячекатаная или холоднокатаная сталь | Передача нагрузки на опоры |
| Подшипниковый узел | Сталь ШХ15 / жаропрочные сплавы | Обеспечение вращения |
| Уплотнения | Резина / полипропилен / термостойкие полимеры | Защита от загрязнений |
| Стопорные кольца | Пружинная сталь | Фиксация элементов |
Типы конструктивного исполнения
По конструктивному исполнению опорные ролики подразделяются на два основных типа:
Разборные ролики позволяют выполнять техническое обслуживание подвижных узлов: чистку, промывку, смазку, а также замену подшипников и других комплектующих. Данный тип обеспечивает возможность регулярной ревизии технического состояния узлов вращения.
Неразборные ролики имеют схожие эксплуатационные характеристики, но при выходе из строя подлежат полной замене. Их преимущество заключается в меньшей стоимости производства за счет сокращения количества деталей.
Подшипники для роликов конвейеров
Подшипники являются критически важным элементом опорных роликов, определяющим их надежность и долговечность. Для конвейеров керамической плитки применяются различные типы подшипников в зависимости от условий эксплуатации.
Стандартные шариковые подшипники
В зонах с нормальным температурным режимом (до +100 градусов Цельсия) используются шариковые радиальные однорядные подшипники по ГОСТ 8338-2022 (введен взамен ГОСТ 8338-75). Типовые характеристики:
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Класс точности | 6 класс по ГОСТ 8338-2022 |
| Тип уплотнения | Резинометаллические шайбы (2RS) |
| Рабочая температура | от -30 до +100 градусов Цельсия |
| Смазка | Пластичная смазка на литиевой основе |
| Защита | Двусторонняя пыле- и влагозащита |
Корпусные подшипниковые узлы
Для опорных роликов широко применяются корпусные подшипниковые узлы типа UCP с неразъемным или разъемным корпусом. Разъемные корпуса обеспечивают ремонтопригодность и позволяют быстро заменять подшипник без демонтажа всего узла.
Высокотемпературные подшипники для зоны обжига
Зона обжига керамической плитки характеризуется температурами от 900 до 1250 градусов Цельсия внутри печи. Подшипниковые узлы роликов, расположенные вне зоны нагрева, тем не менее подвергаются воздействию повышенных температур в диапазоне от +150 до +350 градусов Цельсия. Для таких условий применяются специальные высокотемпературные подшипники.
Конструктивные особенности термостойких подшипников
Высокотемпературные подшипники отличаются от стандартных следующими характеристиками:
| Характеристика | Стандартные подшипники | Высокотемпературные подшипники |
|---|---|---|
| Материал колец | Сталь ШХ15 | Жаропрочные стали, легированные Cr, W, Si |
| Радиальный зазор | Нормальный (CN) | Увеличенный (C3, C4) |
| Смазка | Литиевая, до +120 градусов Цельсия | Графитовая, до +350 градусов Цельсия |
| Сепаратор | Полиамид, сталь | Латунь, жаропрочные полимеры |
| Предельная скорость | Высокая | Ограничена до 100 об/мин |
Температурные диапазоны применения
Выбор типа высокотемпературного подшипника определяется рабочей температурой узла:
| Температурный диапазон | Тип подшипника | Особенности |
|---|---|---|
| +100...+200 градусов Цельсия | Стандартные с термостойкой смазкой | Полимочевинные или силиконовые смазки |
| +200...+350 градусов Цельсия | С сухой смазкой (графит, MoS2) | Увеличенный зазор, пониженная скорость |
| +350...+500 градусов Цельсия | Из жаропрочных сплавов | Антифрикционные керамические покрытия |
| Свыше +500 градусов Цельсия | Керамические (из нитрида кремния) | Выдерживают нагрев до 1000 градусов Цельсия |
Материалы осей роликов
Ось (вал) ролика воспринимает нагрузку от транспортируемых изделий и передает ее на подшипниковые узлы. Выбор материала оси определяется условиями эксплуатации и требуемой несущей способностью.
Стандартные конструкционные стали
Для роликов, работающих при нормальных температурах, применяются оси из следующих материалов:
| Материал | Стандарт | Применение |
|---|---|---|
| Сталь 45 | ГОСТ 1050-2013 | Стандартные условия, нагрузка до 200 кг/ролик |
| Сталь 40Х | ГОСТ 4543-2016 | Повышенные нагрузки, требуется закалка |
| Горячекатаная сталь | EN 10278 | Стандартное исполнение, круглые и шестигранные оси |
| Холоднокатаная сталь | ГОСТ 7417-75 | Повышенная точность поверхности |
Жаропрочные материалы
Для зон с повышенной температурой применяются оси из жаропрочных и жаростойких сталей по ГОСТ 5632-2014:
| Марка стали | Рабочая температура | Особенности |
|---|---|---|
| 20Х13 | До +500 градусов Цельсия | Коррозионностойкая, мартенситный класс |
| 20Х23Н18 | До +1000 градусов Цельсия | Аустенитный класс, окалиностойкая |
| ХН78Т | До +1100 градусов Цельсия | Никелевый сплав, высокая жаропрочность |
Керамические ролики для печей обжига
В зоне высокотемпературного обжига (от 1000 до 1300 градусов Цельсия для керамической плитки и керамогранита) стальные ролики не применяются. Транспортировка плитки внутри роликовой печи осуществляется керамическими роликами, изготовленными из огнеупорных материалов.
Материалы керамических роликов
Основные материалы для производства керамических роликов:
| Материал | Состав | Рабочая температура | Применение |
|---|---|---|---|
| Корундовая керамика | Al2O3 (оксид алюминия) более 90% | До 1400 градусов Цельсия | Зона обжига керамической плитки |
| Карбид кремния | SiC | До 1600 градусов Цельсия | Санитарный фарфор, техническая керамика |
| Кордиерит | 2MgO-2Al2O3-5SiO2 | До 1300 градусов Цельсия | Зона предварительного нагрева |
| Муллит | 3Al2O3-2SiO2 | До 1500 градусов Цельсия | Высокотемпературные печи |
Технические характеристики корундовых роликов
Корундовые (глиноземистые) ролики являются наиболее распространенным типом для печей обжига керамической плитки. Их ключевые характеристики:
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Содержание Al2O3 | 92-99% |
| Плотность | 3,5-3,9 г/см3 |
| Прочность на изгиб | 250-350 МПа |
| Водопоглощение | Менее 0,1% |
| Термостойкость | Выдерживает перепады до 200 градусов Цельсия |
| Типовой диаметр | 35-55 мм |
Смазочные материалы
Выбор смазки для подшипников роликов конвейера определяется температурным режимом работы и требуемым ресурсом узла. Для различных условий применяются принципиально разные типы смазочных материалов.
Пластичные смазки для нормальных условий
При температурах до +120 градусов Цельсия применяются стандартные пластичные смазки на литиевой основе. Характеристики типовых смазок:
| Тип смазки | Диапазон температур | Класс NLGI | Применение |
|---|---|---|---|
| Литиевая | от -30 до +120 градусов Цельсия | 2 | Стандартные условия |
| Комплексная литиевая | от -40 до +180 градусов Цельсия | 2 | Повышенные температуры |
| Полимочевинная | от -20 до +200 градусов Цельсия | 2 | Термонагруженные узлы |
Высокотемпературные смазочные материалы
Для подшипников, работающих при температурах свыше +200 градусов Цельсия, применяются специальные термостойкие смазки:
| Тип | Рабочая температура | Основа | Особенности |
|---|---|---|---|
| Графитовая | До +400 градусов Цельсия | Графит | Сухая смазка, низкая скорость вращения |
| Молибденовая | До +350 градусов Цельсия (на воздухе) | Дисульфид молибдена MoS2 | Высокая несущая способность |
| Медная | До +1100 градусов Цельсия | Порошок меди | Для резьбовых соединений |
| Керамическая | До +1500 градусов Цельсия | Нитрид бора | Нанотехнологии |
Критерии выбора роликов
При подборе опорных роликов для конвейера керамической плитки необходимо учитывать комплекс технических факторов.
Основные критерии
| Критерий | Определяющие факторы | Рекомендации |
|---|---|---|
| Температурный режим | Расположение в технологической линии | Зона обжига - керамические; зона охлаждения - стальные с термостойкими подшипниками |
| Нагрузка | Масса плитки, расстояние между роликами | Расчет по грузоподъемности подшипника |
| Скорость конвейера | Производительность линии | До 10 м/мин - стандартные подшипники; выше - с повышенным классом точности |
| Среда эксплуатации | Запыленность, влажность, агрессивные вещества | Усиленные уплотнения, нержавеющие материалы |
| Требования к обслуживанию | Доступность, периодичность ТО | Разборные конструкции для частого обслуживания |
Расчет несущей способности
Минимальное количество роликов на единицу длины конвейера определяется условием: расстояние между роликами не должно превышать половины минимального размера транспортируемого изделия. Для плитки размером 300x300 мм шаг роликов составляет не более 150 мм.
Техническое обслуживание
Регулярное техническое обслуживание роликов конвейера обеспечивает их надежную работу и увеличивает межремонтный интервал.
Периодичность обслуживания
| Операция | Периодичность | Примечание |
|---|---|---|
| Визуальный осмотр | Ежесменно | Проверка вращения, посторонние звуки |
| Очистка от загрязнений | Еженедельно | Удаление пыли, глазури, осколков |
| Проверка температуры подшипников | Ежемесячно | Пирометром, превышение нормы - признак износа |
| Смазка (для разборных) | По регламенту производителя | Обычно 2000-5000 часов работы |
| Замена подшипников | По состоянию | Расчетный ресурс 10000-20000 часов |
Признаки неисправности
Основные признаки, указывающие на необходимость замены или ремонта роликов:
Повышенный шум или вибрация при вращении свидетельствуют об износе подшипников или дефектах тел качения. Затрудненное вращение ролика может быть вызвано недостатком смазки, загрязнением или заклиниванием подшипника. Перегрев подшипникового узла выше +80 градусов Цельсия (для стандартных условий) указывает на критический износ. Видимые повреждения обечайки или оси требуют немедленной замены элемента.
Часто задаваемые вопросы
В зоне охлаждения температура постепенно снижается с 500-600 до 50-100 градусов Цельсия. Для роликов, расположенных в начале зоны охлаждения, рекомендуются высокотемпературные подшипники с сухой смазкой на основе графита или дисульфида молибдена, рассчитанные на работу до +350 градусов Цельсия. В конце зоны охлаждения допускается применение стандартных подшипников с термостойкой полимочевинной смазкой.
Периодичность определяется условиями эксплуатации и типом смазки. Для стандартных литиевых смазок при температуре до +70 градусов Цельсия интервал составляет 4000-8000 часов работы. При повышении температуры на каждые 15 градусов интервал сокращается вдвое. Подшипники с сухой смазкой (графит, MoS2) не требуют периодического обслуживания, но имеют ограниченный ресурс по циклам вращения.
Нет, при температурах обжига керамической плитки (1000-1200 градусов Цельсия) и керамогранита (1200-1300 градусов Цельсия) стальные ролики не применяются. Сталь теряет прочность при температурах выше 500-600 градусов Цельсия и подвергается интенсивному окислению. Внутри печи используются исключительно керамические ролики из корундовой керамики (Al2O3) или карбида кремния (SiC).
Диаметр оси определяется расчетной нагрузкой и типом подшипника. Для роликов диаметром 100 мм при стандартной нагрузке до 100 кг применяются оси диаметром 20-25 мм с подшипниками серии 6204 или 6205. При повышенных нагрузках или тяжелых условиях эксплуатации диаметр оси увеличивается до 30-35 мм с применением подшипников серии 6206 или 6207.
Корундовые ролики (на основе Al2O3) дешевле в производстве и достаточны для большинства применений при обжиге керамической плитки до 1400 градусов Цельсия. Ролики из карбида кремния (SiC) обладают более высокой теплопроводностью, прочностью на изгиб и термостойкостью (до 1600 градусов Цельсия), но применяются преимущественно для обжига санитарного фарфора и технической керамики при повышенных требованиях к термостойкости.
Стандартные резиновые уплотнения (NBR) выдерживают температуру до +100 градусов Цельсия. Для высокотемпературных подшипников применяются уплотнения из фторкаучука (FKM/Viton) до +200 градусов Цельсия, силикона (VMQ) до +200 градусов Цельсия или фторопласта (PTFE) до +260 градусов Цельсия. При температурах выше +300 градусов Цельсия используются металлические защитные шайбы без эластомерных элементов.
Керамические ролики следует хранить в сухом помещении при температуре от +5 до +35 градусов Цельсия, исключая резкие перепады температуры и влажности. Ролики размещаются горизонтально на ровной поверхности или в специальной таре с мягкой прокладкой. Необходимо избегать ударов, падений и контакта с абразивными материалами. Перед установкой ролики осматриваются на наличие сколов и трещин.
Скорость конвейера зависит от технологического этапа. В зоне загрузки и выгрузки скорость составляет 1-3 м/мин. В зоне сушки и предварительного нагрева - 2-5 м/мин. В зоне обжига скорость определяется временем термообработки и длиной печи, типовые значения - 0,5-3 м/мин. Для быстрого обжига современных роликовых печей скорость может достигать 5-8 м/мин.
Связанные товары и решения
Для эффективной работы оборудования рекомендуем также рассмотреть:
- Опорные ролики
- Опорные ролики KOYO
- Опорные ролики TIMKEN
- Опорные ролики 100 мм
- Опорные ролики 110 мм
- Опорные ролики 13 мм
- Опорные ролики 16 мм
- Опорные ролики 19 мм
- Опорные ролики 22 мм
- Опорные ролики 24 мм
- Опорные ролики 26 мм
- Опорные ролики 28 мм
- Опорные ролики 30 мм
- Опорные ролики 32 мм
- Опорные ролики 35 мм
Источники
- ГОСТ 8338-2022 Подшипники качения. Подшипники шариковые радиальные однорядные. Классификация, указания по применению и эксплуатации (введен взамен ГОСТ 8338-75).
- ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент.
- ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Технические условия.
- ГОСТ 4543-2016 Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия.
- ГОСТ 5632-2014 Нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.
- ГОСТ 3325-85 Подшипники качения. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов.
- ГОСТ 18855-2013 Подшипники качения. Динамическая грузоподъемность и номинальный ресурс.
- SKF Group. Rolling bearings. Каталог продукции и техническая документация по высокотемпературным подшипникам.
- Справочник по техническим керамическим материалам: корундовая керамика (Al2O3), карбид кремния (SiC), муллит, кордиерит.
- NLGI (National Lubricating Grease Institute). Классификация консистентных смазок.
- Технологические регламенты производства керамической плитки: температурные режимы обжига 1000-1200°C для керамической плитки, 1200-1300°C для керамогранита.
